Estudio preliminar de la reacción ''water gas shift'' de baja temperatura en un reactor de membrana híbrida de polímero y material zeolítico con permeación selectiva

Pérez Fernández, Olga
Romero Pascual, Enrique (dir.) ; Coronas Ceresuela, Joaquín (dir.)

Universidad de Zaragoza, CPS, 2011
Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente department, Ingeniería Química area

Ingeniero Químico

Abstract: En primer lugar consistió en el diseño y realización de una planta de reacción para llevar a cabo la reacción “water gas shift” (WGS). La reacción se llevó a cabo en un reactor de lecho fijo utilizando un catalizador comercial. Además del diseño y montaje de la planta, se realizó su puesta en marcha y comprobación de buen funcionamiento.Los productos de la reacción fueron analizados mediante un cromatógrafo, para comprobar que la reacción transcurría adecuadamente. Se desarrolló un programa por ordenador para la simulación de un reactor de lecho fijo y un reactor de membrana. Se utilizó para ello la herramienta informática “Scientist” de Micromath. Los resultados obtenidos con la simulación del reactor de lecho fijo permitieron comprobar la efectividad de la planta de reacción diseñada. También se realizó el estudio de la separación de mezcla de gases (H2/CH4, CO2/N2 y la mezcla que constituye el gas seco utilizado para la WGS) y posterior análisis de selectividad, mediante la utilización membranas mixtas polímero-material inorgánico)sintetizadas. Dentro de la síntesis de estas membranas se realizaron dos estudios. Por un lado se realizó la caracterización de las membranas mediante análisis termogravimétrico (TGA), microscopía electrónica de barrido (SEM), espectrofotometría infrarroja (FTIR)y calorimetría (DSC). Por otro lado se llevó a cabo el estudio de la síntesis de membranas con nanocristales de ZIF-8 para conseguir una buena interacción entre éstos y el polímero. Para terminar, los resultados obtenidos a partir del estudio de permeación fueron utilizados para la simulación de un reactor de membrana. Con los datos obtenidos se analizó la influencia de la selectividad H2/CO, así como la influencia del lecho catalítico para un reactor de membrana constituido por los materiales con los que se han sintetizado las membranas que han sido objeto de estudio en este proyecto.

Free keyword(s): water gas shift ; wgs ; membranas mixtas ; reactor de membrana ; monóxido de carbono ; nanocristales de zif-8 ; esferas de sílice mesoporosa

Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera